基于物联网的设备健康管理系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于物联网的设备健康管理系统，包括：用于设备管理的设备管理装置；该设备管理装置具有识别装置、控制模块以及基于控制模块在设备中植入控制程序建立的辅助控制模块；所述控制模块具有：数据接收部，用于接收数据存储单元实时传输的备份节点的节点数据；分析单元，用于基于备份节点对应的数据接口的参数信息以分析该备份节点的节点数据在连续的时间中的稳定性；本发明专利技术在PLC、控制器、工业芯片等控制元件中形成一个辅助控制模块，该辅助控制模块具有获取数据接口数据的功能，将采集到的数据发送到设备管理装置，并通过分析单元基于备份节点对应的数据接口的参数信息以分析该备份节点的节点数据在连续的时间中的稳定性。中的稳定性。中的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的设备健康管理系统


[0001]本专利技术涉及设备健康管理
，具体为一种基于物联网的设备健康管理系统。

技术介绍

[0002]现有的工业生产线具有大量的设备，每一个设备的正常运转才能保证整个工业产线的正常运转，且在工业产线中，一般都是24小时不间断的生产型企业，一旦设备故障就会给整个生产线造成巨大的损失，比如在芯片制造企业中，一旦设备故障，就会导致整个产线故障，使得投入的晶圆成为报废品。因此对于设备的健康运转管理具有重大的意义。
[0003]在现有的技术中，一般采用如下几种方式作为设备健康管理。
[0004]第一：通过已有的维保平台，通过在维保平台中导出各个业务中的数据，以分析各个设备的健康状态，这种方式通过历史的维保记录来推测分析，误差大，不适用于现有的大型生产线。
[0005]第二：建立SCADA系统，这是一种单独运行设备控制平台，在已有的集控接口中读取相关的设备数据，并采用协议分析处理组件，这种方式需要将所有的设备按照某一方式进行集成，成本高，不能统一。
[0006]第三：在设备上接入各种传感器以监测设备的运行工况，这种方式和第二种方式一样，都不能进行有效的统一，且现在的生产线设备均具备各种传感器，能够监测设备的实时运行工况。
[0007]第四：采用工业网关盒子，通过接入网关以读取设备的信息，这种方式需要所有的设备能够在同一协议下进行整合。因此对于不同的设备，需要先进行改造才可以。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的设备健康管理系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于物联网的设备健康管理系统，包括：用于设备管理的设备管理装置；该设备管理装置具有识别装置、控制模块以及基于控制模块在设备中植入控制程序以建立的辅助控制模块；所述辅助控制模块具有：配置单元，用于配置辅助控制模块在数据备份过程中的数据存储单元，和配置每一数据接口的备份节点；检测单元，用于检测控制单元的所有数据接口，并在检测出的每一数据接口处建立一备份节点，并基于每一数据接口来配置对应备份节点的基础阈值；故障预检单元，基于备份节点获取的节点数据与基础阈值进行比对，以判断数据
接口对应的设备节点是否出现故障，若出现故障，向控制单元发送故障信号以进行故障警告；所述备份节点连接至数据存储单元，数据存储单元用于将实时获取的每一备份节点的节点数据传输至控制模块；所述控制模块具有：数据接收部，用于接收数据存储单元实时传输的备份节点的节点数据；分析单元，用于基于备份节点对应的数据接口的参数信息以分析该备份节点的节点数据在连续的时间中的稳定性；以及机器学习系统，所述机器学习系统被配置成调整备份节点对应的基础阈值，其中通过对应的节点数据、节点数据对应的数据接口所表示的设备节点的生命周期工况、以及节点数据在连续的时间中与基准数据的偏离值来配置机器学习系统的迭代训练，以增强机器学习系统对所述偏离值的认知，从而调整备份节点对应的基础阈值。
[0010]进一步地，所述辅助控制模块通过如下的方法建立：A1）当设备与设备管理装置建立连接后，识别装置发送识别指令至设备的控制单元以读取控制单元的基础参数；并将基础参数输入至识别模块进行识别处理，以获取控制单元对应的控制程序的类型；A2）依据控制单元对应的控制程序的类型，控制模块调取程序库中对应的控制程序数据包发送至设备的控制单元；A3）所述控制单元接收到控制程序数据包后进行解压，解压完成后触发驱动程序的初始化命令以执行初始化安装，初始化安装完毕后在控制单元中形成辅助控制模块。
[0011]进一步地，所述数据存储单元通过如下的方法配置：B1）对控制单元中的存储单元的存储容量进行检测并获取存储单元的可用容量；B2）若存储容量大于设定的基础容量，且可用容量大于配置容量，所述辅助控制模块利用分割单元在存储单元中划分一额定容量用于基础配置；在基础配置时，将额定容量写入存储标签，并使得只有对应属性的节点数据才能被存储，以数据存储单元；若存储容量小于设定的基础容量，或者存储容量大于设定的基础容量，可用容量小于配置容量；则所述辅助控制模块驱动控制单元将设置在控制单元内的备用缓存器用于基础配置；在基础配置时，在备用缓存器中写入存储标签，并使得只有对应属性的节点数据才能被存储，以数据存储单元。
[0012]进一步地，所述备份节点通过如下的方法配置：C1）当在控制单元中形成辅助控制模块后，所述辅助控制模块中的检测单元对控制单元的所有数据接口进行预检，以获取每一数据端口的端口信息；C2）根据每一数据端口的端口信息，所述配置单元对应在每一数据端口处建立一数据节点，该数据节点用于实时备份数据端口接收的设备节点的监测数据，并在每一备份节点的属性中写入节点标签，以使备份节点被数据存储单元识别。
[0013]5.根据权利要求1所述的基于物联网的设备健康管理系统，其特征在于，所述基于每一数据接口来配置对应备份节点的基础阈值的方法如下：D1）当在控制单元中形成辅助控制模块后，所述辅助控制模块中的检测单元对控制单元的所有数据接口进行预检，以获取每一数据端口的端口信息；
D2）根据每一数据端口的端口信息以对应的获取设备节点的设备参数，基于设备参数来设定参考阈值；先以参考阈值进行故障检测初始化；D3）在故障检测初始化完成后，所述数据存储单元将实时获取的每一备份节点的节点数据传输至控制模块后，所述分析单元基于备份节点对应的数据接口的参数信息以分析该备份节点的节点数据在设定的连续时间中的稳定区间，基于稳定区间对应的修订参考阈值以形成基础阈值。
[0014]进一步地，在步骤B2）中，在基础配置时，通过写入单元将额定容量写入存储标签；和，在基础配置时，通过写入单元在备用缓存器中写入存储标签；写入单元设置在辅助控制模块中。
[0015]进一步地，在步骤C2）中，通过写入单元在备份节点的属性中写入节点标签；写入单元设置在辅助控制模块中。
[0016]进一步地，所述机器学习系统具有多个神经网络单元；每一神经网络单元对应一备份节点；每一所述神经网络单元并被配置成调整对应的备份节点的基础阈值，其中通过对应的节点数据、节点数据对应的数据接口所表示的设备节点的生命周期工况、以及节点数据在连续的时间中与基准数据的偏离值来配置神经网络单元的迭代训练，以增强神经网络单元对所述偏离值的认知，从而调整备份节点对应的基础阈值。
[0017]本专利技术基于现有大型工业产线中基本采用智能控制的方案，比如，可以实现各个设备的各种数据的监测，并通过PLC等方式进行基础控制。本申请通过在PLC、控制器、工业芯片等控制元件中植入控制程序，该控制程序植入后会对PLC、控制器、工业芯片等控制元件中的数据接口进行检测，并在每一数据接口处配置一个备份节点，并通过在每一备份节点中写入对应的属性标签实现区分。
[0018]植入控制程序后，在PLC、控制器、工业芯片等控制元件中形成一个辅助控制模块，该辅助控制模块具有获取数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于物联网的设备健康管理系统，其特征在于，包括：用于设备管理的设备管理装置；该设备管理装置具有识别装置、控制模块以及基于控制模块在设备中植入控制程序建立的辅助控制模块；所述辅助控制模块具有：配置单元，用于配置辅助控制模块在数据备份过程中的数据存储单元，和配置每一数据接口的备份节点；检测单元，用于检测控制单元的所有数据接口，并在检测出的每一数据接口处建立一备份节点，并基于每一数据接口来配置对应备份节点的基础阈值；故障预检单元，基于备份节点获取的节点数据与基础阈值进行比对，以判断数据接口对应的设备节点是否出现故障，若出现故障，向控制单元发送故障信号以进行故障警告；所述备份节点连接至数据存储单元，数据存储单元用于将实时获取的每一备份节点的节点数据传输至控制模块；所述控制模块具有：数据接收部，用于接收数据存储单元实时传输的备份节点的节点数据；分析单元，用于基于备份节点对应的数据接口的参数信息以分析该备份节点的节点数据在连续的时间中的稳定性；以及机器学习系统，所述机器学习系统被配置成调整备份节点对应的基础阈值，其中通过对应的节点数据、节点数据对应的数据接口所表示的设备节点的生命周期工况、以及节点数据在连续的时间中与基准数据的偏离值来配置机器学习系统的迭代训练，以增强机器学习系统对所述偏离值的认知，从而调整备份节点对应的基础阈值。2.根据权利要求1所述的基于物联网的设备健康管理系统，其特征在于，所述辅助控制模块通过如下的方法建立：A1）当设备与设备管理装置建立连接后，识别装置发送识别指令至设备的控制单元以读取控制单元的基础参数；并将基础参数输入至识别模块进行识别处理，以获取控制单元对应的控制程序的类型；A2）依据控制单元对应的控制程序的类型，控制模块调取程序库中对应的控制程序数据包发送至设备的控制单元；A3）所述控制单元接收到控制程序数据包后进行解压，解压完成后触发驱动程序的初始化命令以执行初始化安装，初始化安装完毕后在控制单元中形成辅助控制模块。3.根据权利要求1所述的基于物联网的设备健康管理系统，其特征在于，所述数据存储单元通过如下的方法配置：B1）对控制单元中的存储单元的存储容量进行检测并获取存储单元的可用容量；B2）若存储容量大于设定的基础容量，且可用容量大于配置容量，所述辅助控制模块利用分割单元在存储单元中划分一额定容量用于基础配置；在基础配置时，将额定容量写入存储标签，并使得只有对应属性的节点数据才能被存储，以数据存储单元；若存储容量小于设定的基础容量，或者存储容...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭睿，
申请(专利权)人：北京信云筑科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：